深入理解RISC-V程序开发 pdf下载

及时性：以新通用开源RISC-V处理器作为内容重点

系统性：涵盖处理器应用程序开发的完整过程

实践性：着眼于编程实践，强调面向微处理器编程的方法

实用性：完整的例程和案例，可以直接用到实际产品

　　《深入理解RISC-V程序开发》在介绍RISC-V处理器架构、芯片、软件开发工具和方法的基础上，从程序员角度深入分析RISC-V处理器软件开发过程的要点，并通过例程帮助读者理解和掌握RISC-V处理器编程技术。
　　该书从内核、处理器、开发板到系统，逐层讨论RISC-V处理器程序的开发方法，主要内容包括：RISC-V处理器架构特点以及软件开发工具和方法；RV32指令集、汇编语言和C语言程序编写方法；GD32VF103处理器芯片的启动、外设访问、中断服务和功耗管理程序开发方法；嵌入式实时操作系统的移植以及物联网应用程序开发。最后，该书通过一个完整案例，系统地说明RISC-V处理器的应用程序开发方法和技术。
　　《深入理解RISC-V程序开发》既可作为高等院校电子和计算机专业的教材，也可作为嵌入式、物联网和人工智能开发者的工具书。

　　林金龙，北京大学软件与微电子学院教授，2004年以来一直从事嵌入式系统相关的教学和科研工作，多年从事处理器程序开发方法研究。
　　
　　何小庆，嵌入式系统知名专家，麦克泰软件公司创始人，《单片机与嵌入式系统应用》编委会副主任，嵌入式系统联谊会秘书长：长期从事嵌入式技术、产业和教育方面的工作，有《嵌入式操作系统风云录》等中英文著译作7本，在高校和企业讲授物联网和创业课程。

　　★近来，RtSC-V生态发展迅猛，相关书籍也随之涌现。以图灵奖获得者、计算机体系结构大师帕特森所著的《计算机组成与设计：硬件／软件接口（原书第5版．RISC-V版）》为代表，更侧重于RISC-V体系结构。该书从程序员的视角，全面分析了RISC-V软件开发的流程。涵盖了RISC-V处理器架构、指令集、汇编语言和C语言程序的开发方法，并以易兆创新科技的GD32VF103 RISC-V处理器为基础平台，给出了各种应用程序示例，以及嵌入式操作系统FreeRTOS的移植方法。最后，通过实际工程项目讲述了系统硬件结构和系统软件实现的全过程。该书的两位作者具有多年的嵌入式开发经验，从工程实战出发，是一本难得的RISC-V开发者工具书。
　　——韩德强 北京工业大学信息学部
　　
　　★在世界范围内，RISC-V开放架构指令集以领域标准的形式，为产、学、研、用各方在处理器应用领域的技术创新带来了一个从没有的良机。林老师和何老师始终关注RISC-V架构的国产化研发进程，该书从程序员的角度带领读者走进RISC-V架构的编程技术，相信对推动RISC-V应用生态的发展将起到积极的作用。全书从RISC-V指令集架构发展历程切入，在产业界首次对RISC-V嵌入式系统软件开发生态进行了展望。特别是以GD32VF103为例对开发流程、开发方法、调试方法等进行了详细阐述，相信读者能通过介绍快速进入RISC-V的开发生态中；以开源和商业的嵌入式、物联网操作系统的移植和应用为例，带领读者顺利地切换到RISC-V的操作系统应用中。
　　——胡振波 芯来科技创始人，RISC-V布道者
　　
　　★近年来，RISC-V技术在全球范围内蓬勃发展。自2015年成立基金会以来，吸引了大量业内领先的研究机构以及软硬件厂商的关注，也为中国CPU和芯片行业带来历史性发展机遇。在过去的数十年中，中国在芯片领域遭遇到了知识产权受限、生态体系缺失、市场需求复杂等诸多挑战，行业发展缓慢、难以突破。而RISC-V技术的出现，为我国半导体产业提供了科技赋能的新赛道。此次何小庆和林金龙两位老师结合他们多年嵌入式开发经验以及丰富的教学实践，基于GD32VF103系列芯片完成了这本专著，系统地描述了以RISC-V处理器设计开发电子系统的过程。对于各大高校电子计算机相关专业的学生来说，该专著是一本具有指导意义的教学书籍；对于RISC-V爱好者和开发者来说，可以提供实质性的技术参考。相信该书的出版将在行业内产生积极深远的影响，不断推动中国RISC-V产业的发展。
　　——邓禹兆 易创新CTO

第1章 了解RISC-V
1．1 RISC-V指令架构的演进历史
1．2 RISC-V处理器家族
1．2．1 RISC-V处理器内核
1．2．2 RISC-V SoC平台
1．2．3 RISC-V SoC芯片
1．3 RISC-V嵌入式软件生态
1．3．1 开源GNU工具链软件
1．3．2 IAR Embedded Workbench
1．3．3 SEGGER Embedded Studio
1．3．4 嵌入式操作系统
1．4 RISC-V内核、平台和芯片的选择
1．5 RISC-V处理器与应用展望
1．6 本章小结

第2章 RISC-V处理器芯片
2．1 GD32VF103微控制器
2．1．1 芯片简介
2．1．2 芯片内核
2．1．3 GD32VF103开发板
2．2 NXPRV32M1微控制器
2．2．1 芯片简介
2．2．2 RV32M1内核
2．2．3 RV32M1开发板
2．3 WCH CH32V103微控制器
2．3．1 芯片与内核简介
2．3．2 CH32V103开发板
2．4 SiFive Freedom E310
2．4．1 E310芯片和E31内核介绍
2．4．2 FE310开发板
2．5 Kendryte K210
2．5．1 Kendryte K210芯片
2．5．2 Kendryte K210开发板介绍
2．6 CH2601平头哥生态芯片
2．6．1 CH2601 MCU简介
2．6．2 CH2601开发板和开发环境简介
2．7 本章小结

第3章 RISC-V软件开发工具
3．1 RISC-V软件生态概述
3．2 RISC-V GNU工具链
3．3 Nuclei Studio开发环境
3．3．1 Nuclei Studio简介
3．3．2 Nuclei Studio安装
3．3．3 启动Nuclei Studio
3．3．4 编译项目
3．3．5 运行和调试项目
3．4 SEGGER Embedded Studio开发环境
3．5 IAR Embedded Workbench开发环境
3．5．1 IAR RISC-V评估套件
3．5．2 快速上手IAR RISC-V评估套件
3．6 Freedom Studio开发环境
3．6．1 使用Freedom Studio创建工程
3．6．2 使用Freedom Studio编译和调试工程
3．7 本章小结

第4章 认识RISC-V内核
4．1 RISC-V处理器架构
4．1．1 指令执行过程
4．1．2 RISC-V概述
4．2 RV321指令集
4．2．1 RV321指令
4．2．2 寻址方式
4．3 RISC-V异常和中断处理
4．3．1 RV32特权模式与异常
4．3．2 机器模式异常管理寄存器
……
第5章 RISC-V程序开发
第6章 GD32VF103微控制器
第7章 GD32VF103中断系统及应用
第8章 深入RISC-V程序开发
第9章 嵌入式实时操作系统
第10章 物联网操作系统及其应用
第11章 基于RISC-V的电磁车设计
第12章 高性能RISC-V处理器
参考文献

　　2019年12月19日，中国嵌入式技术大会在深圳国际会展中心举行。会上，IAR系统软件公司、卡姆派乐信息技术公司和深圳优矽科技公司分别介绍了各自公司开发的RISC-V软件开发工具，芯来科技公司介绍了RISC-V MCU解决方案，时擎智能科技公司介绍了基于RISC-V内核的智能物联网AIoT芯片及其应用。
　　市场研究机构Semico Research预计2025年全球市场的RISC-V核心数将达到624亿颗，其中工业应用将占据167亿颗，2018年至2025年复合增长率将高达146%。
　　面对风起云涌的RISC-V市场，在聆听了演讲者的精彩报告，感受到听众们的热情后，我们感觉到嵌入式系统RISC-V时代的脚步越来越近了。
　　会后，我们有了一个想法，为RISC-V生态的发展做点事，写一本关于RISC-V处理器方面的书，向嵌入式系统开发者介绍RISC-V处理器的特点及其应用程序开发方法。
　　在分析了市场上现有使用RISC-V内核的产品之后，我们选择了易兆创新科技发布的GD32VF103处理器作为本书阐述的重点，并结合SiFive和平头哥RISC-V处理器芯片，帮助开发者全面了解RISC-V处理器知识，并应用RISC-V处理器设计产品。
　　本书首先介绍RISC-V内核和处理器类型、RISC-V软件开发平台和工具；然后重点介绍GD32VF103处理器的内核、结构、程序开发方法和应用案例；接着说明面向GD32VF103的嵌入式操作系统移植方法；最后通过介绍高性能RISC-V处理器C910，展望RISC-V处理器的发展趋势。
　　本书共12章，其中，第1、2、3、9和10章由何小庆编写，第4、5、6、7、8、11和12章由林金龙编写。
　　各章内容介绍如下：
　　第1章，概述了RISC-V指令集架构的发展历程、RISC-V处理器内核和芯片产品、RISC-V嵌入式系统软件开发生态以及对RISC-V处理器的应用展望。
　　第2章，介绍了RISC-V处理器芯片GD32VF103 MCU、NXP RV32M1 MUC、WCH CH32V103 MCU、SiFive Freedom E310、Kendryte K210和平头哥CH2601，以及相关开发板。
　　第3章，介绍了RISC-V GNU工具链、开源集成开发环境Nuclei Studio和Freedom Studio、商业开发环境SEGGER Embedded Studio和IAR EmbeddedWorkbench，并用一个应用案例讲述IAR RISC-V评估套件的使用方法。
　　第4章，概述了RISC-V处理器架构，详细介绍RISC-V基础指令集RV321和RISC-V内核BumbleBee。
　　第5章，介绍了RISC-V处理器软件开发方法，讨论了用于RISC-V处理器软件开发的GCC工具链，并通过示例程序说明使用Embedded Studio开发RISC-V处理器应用程序的过程。
　　第6章，介绍了GD32VF103微控制器的特点和结构，说明访问微控制器外设的方式，分析了GD32VF103中典型外设的特点和应用方法，并给出示例程序。
　　第7章，分析了中断应用程序和中断服务程序的开发过程和方法，介绍了GD32VF103V-EVAL评估板上键盘中断、DMA中断和触摸屏中断应用程序开发案例。
　　第8章，讨论了嵌入式系统程序中的启动程序、内存资源管理、程序优化和系统能耗管理等问题，并给出GD32VF103V-EVAL开发环境上的程序示例。
　　第9章，简述了嵌入式操作系统的基本概念和应用，以FreeRTOS为例讲解嵌入式实时操作系统的基本功能、内核API使用和基于RISC-V MCU的移植技术，最后介绍了使用Tracealyzer软件工具分析FreeRTOS的应用开发技术。
　　第10章，介绍了物联网操作系统的发展历程、基本功能和技术架构，并介绍了目前市场上活跃的腾讯TencentOS tiny和RT-Thread物联网操作系统，以及基于这两个物联网操作系统的RISC-V嵌入式处理器、SoC芯片开发板和云平台，最后介绍了空气质量检测终端和音频语音播放应用。
　　第11章，分析了电磁感应自动循迹导航智能车的原理和技术，并给出电磁智能车中软件结构和关键程序的实现。
　　第12章，以C910为例，分析了高性能RISC-V处理器架构特点，重点分析了处理器的多核协同和内存管理机制。